Ang TCP/IP protocol stack ay nagbibigay ng suporta para sa isang hanay ng mga pisikal na network at mga sistema ng transportasyon, kabilang ang IZERNET, DSL, mga teknolohiya ng Wi-Fi, atbp.

Ang pamamahala ng mga host, lalo na ang hardware ng mga host, ay isinasagawa sa antas ng link ng data ng arkitektura ng TCP/IP. Ang mga mas mataas na antas ng protocol ay hindi alam nang eksakto kung paano ginagamit ang hardware. Ang data ay ipinapadala sa network sa anyo ng mga packet ay may pinakamataas na sukat na tinutukoy ng mga paghihigpit layer ng link. Ang bawat packet ay binubuo ng isang header at payload. Naglalaman ang header ng impormasyon tungkol sa kung saan nanggaling ang packet at kung saan ito pupunta. Ang payload ng packet ay ang data na ipapadala. Ang pangalan ng pangunahing bloke ng ipinadalang data ay nakasalalay sa antas ng protocol ng arkitektura ng stack ng TCP/IP. Ang layer ng data link ay gumagamit ng term frame o frame, ang IP layer ay gumagamit ng term packet, at ang transport layer ay gumagamit ng term na segment. Ang packet na handa nang ipadala ay ipinapasa kasama ng protocol stack at ang bawat protocol ay nagdaragdag ng sarili nitong header. Kaya, ang nabuong packet ng isang protocol ay nagiging kapaki-pakinabang na nilalaman ng packet na nabuo ng susunod na protocol. Ang operasyong ito ay tinatawag na encapsulation (sealing). Sa gilid ng pagtanggap, ang mga naka-encapsulated na packet ay muling itinayo sa reverse order habang umaakyat sila sa stack.

ARP – Address Resolution Protocol.

Ang mga protocol ng ARP ay independyente sa hardware. Upang aktwal na magpadala ng data sa layer ng link, dapat gamitin ang mga address ng hardware (mga MAC address). Tinutukoy ng ARP protocol kung aling hardware address ang nauugnay sa isang partikular na IP address. Maaaring gamitin ang ARP sa anumang network na sumusuporta sa broadcast mode sa layer ng link. Kapag gusto ng PC A na magpadala ng packet sa PC B, ginagamit nito ang ARP protocol upang mahanap ang address ng hardware ng PC B. Resulta. Kasama sa isang kahilingan sa ARP ang IP address at MAC address ng humihiling, kaya ang aparatong naghahanap ay maaaring tumugon nang hindi nagpapadala ng sarili nitong kahilingan sa ARP, na nagpapahintulot sa parehong mga computer na matutunan ang mga address ng isa't isa sa isang solong packet exchange. Maaaring i-record ng ibang mga computer na nakarinig ng orihinal na kahilingan sa broadcast ang IP address ng humiling sa kanilang talahanayan. Ang bawat computer na konektado sa network ay lumilikha ng isang espesyal na talahanayan sa memorya na tinatawag na ARP Cache. Iniimbak ng talahanayang ito ang mga resulta ng pinakabagong mga kahilingan sa ARP.

Format ng IP packet

Mayroong direktang kaugnayan sa pagitan ng bilang ng mga field ng packet header at ang functional complexity ng protocol. Kung mas simple ang header, mas simple ang protocol. Karamihan sa mga pagkilos ng protocol ay inililipat sa field ng packet header sa pamamagitan ng pag-aaral ng pangalan ng bawat field ng header ng IP packet, hindi lamang tayo nakakakuha ng functional na kaalaman, ngunit nagiging pamilyar din sa mga pangunahing pag-andar ng protocol. Ang isang IP packet ay binubuo ng isang header at data.

Pagruruta sa mga tcp/ip network

Ang terminong pagruruta ay ginagamit sa 2 kaso:

Ang pamamaraan para sa paghahanap ng isang network address sa mga espesyal na talahanayan upang magpadala ng isang packet sa destination node.

Ang proseso ng paggawa ng naturang talahanayan.

Routing table

Ang mga host ay nagpapadala lamang ng mga packet sa mga gateway na pisikal na konektado sa parehong network. Maaari lamang ilipat ng mga lokal na host ang mga packet ng 1 hop patungo sa destination host. Samakatuwid, hindi sila nagsasama ng impormasyon tungkol sa mga gateway na hindi katabi sa lokal na talahanayan ng pagruruta. Ang bawat gateway kung saan dumadaan ang isang packet ay gumagawa ng desisyon tungkol sa paggalaw nito sa pamamagitan ng pagsusuri sa sarili nitong routing table.

Ang mga routing table ay pinananatili (maaaring) static, dynamic o isang kumbinasyon.

Static na paraan - isang routing table ay nabuo sa gateway, na nananatiling hindi nagbabago sa buong system. Ang static na pagruruta ay mabisang solusyon para sa isang medyo matatag na lokal na network. Madali itong pamahalaan, maaasahan sa pagpapatakbo, ngunit nangangailangan ng kaalaman sa topology ng network sa oras ng pagbuo ng talahanayang ito. Karamihan sa mga computer sa naturang lokal na network ng lugar ay may isang access lamang sa ibang mga network, kaya ang pagruruta ay isinasagawa sa isang karaniwang ruta. Sa mga network na may mas kumplikadong mga topolohiya, kinakailangan ang dynamic na pagruruta, na isinasagawa ng isang espesyal na proseso na nagho-host at nagruruta sa mga talahanayan ng pagruruta. Ang proseso ng pagruruta ay naayos sa iba't ibang mga host na nakikipag-ugnayan sa isa't isa upang matukoy ang topology ng network at magpasya sa paghahatid ng isang packet sa isang malayong node.

Mula sa mga pinagbabatayan na mekanismo sa pamamagitan ng pagsasama o pag-encapsulate ng mga mekanismong ito sa mas mataas na antas na mga bagay. Halimbawa, kapag ang isang proseso ay gustong magpadala ng mensahe gamit ang UDP, ang sumusunod na pagkakasunud-sunod ng mga aksyon ay isinasagawa:

• ang proseso ay nagpapadala ng mensahe sa UDP ayon sa isang pares ng socket address at haba ng data;
• Tumatanggap ang UDP ng data na nakadugtong sa isang UDP header;
• Nagpapadala ang UDP ng datagram ng user sa IP na may socket address;
• IP pad ang header nito, na gumagamit ng value na 17 sa protocol field, na nagpapahiwatig na ang data ay nagmula sa UDP protocol;
• Ang IP datagram ay kumukumpleto at nagdaragdag ng sarili nitong header (at sumusunod kung kinakailangan) at ipinapasa ito sa pisikal na layer;
• Ang pisikal na layer ay nag-encode ng mga bit sa electrical o optical signal at ipinadala ang mga ito sa isang malayong makina.

Tingnan din

Mga link

• Mga Istratehiya sa Internetworking: Protocol Encapsulation (Tunneling)

Wikimedia Foundation.

2010.

Tingnan kung ano ang "Encapsulation (mga computer network)" sa iba pang mga diksyunaryo:

Ang terminong ito ay may iba pang kahulugan, tingnan ang Tunneling. Ang tunneling (mula sa English tunneling) sa mga network ng computer ay isang proseso kung saan ang isang secure na lohikal na koneksyon ay nilikha sa pagitan ng dalawang endpoint ... ... Wikipedia

- (Latin in in, capsula box; Italian incapsulare to clog) 1. Paghihiwalay, pagsasara ng isang bagay na nakakasagabal, hindi kailangan, nakakapinsala upang hindi maisama ang negatibong epekto sa kapaligiran. (Ilagay ang radioactive waste sa isang kapsula, isara... ... Wikipedia

Encapsulation (biology) Encapsulation (mga database) Encapsulation (programming) Encapsulation ( mga network ng kompyuter) Encapsulation (chemistry) ... Wikipedia

Sa mga computer network at telekomunikasyon, ang pseudowire na teknolohiya ay nagbibigay ng pagtulad sa mga tradisyunal na serbisyo sa mga packet-switched network. Ang teknolohiyang Pseudowire ay nagbibigay-daan sa transparent na paghahatid ng ATM, Frame relay, Ethernet, ... ... Wikipedia

Network ng imbakan ng data, sistema ng imbakan (Ingles) Lugar ng Imbakan Network, SAN) ay solusyon sa arkitektura para kumonekta mga panlabas na aparato imbakan ng data tulad ng mga disk array, tape library, optical drive sa mga server... ...Wikipedia

Teknolohiya ng VPN (English Virtual Private Network ... Wikipedia

Ang VPN (Ingles: Virtual Private Network) ay isang lohikal na network na nilikha sa ibabaw ng isa pang network, gaya ng Internet. Sa kabila ng katotohanan na ang mga komunikasyon ay isinasagawa sa mga pampublikong network gamit ang mga hindi secure na protocol, dahil sa... ... Wikipedia

Sa ilalim internetworking naiintindihan ang interaksyon mga kompyuter sa isang magkakaiba (heterogeneous) network. Gamit ang iba't ibang hardware at mga bahagi ng software sa isang magkakaibang network ay humahantong sa problema ng pagtiyak ng internetworking... ... Wikipedia

Lecture-1 na alternatibo (napakahusay mula sa CISCO)

Tiyak na mas mahusay na magsimula sa teorya, at pagkatapos ay unti-unting magpatuloy sa pagsasanay. Samakatuwid, una nating isasaalang-alang ang modelo ng network (teoretikal na modelo), at pagkatapos ay itataas natin ang kurtina kung paano umaangkop ang modelo ng teoretikal na network sa imprastraktura ng network (kagamitan sa network, mga computer ng gumagamit, mga cable, mga radio wave, atbp.).

Kaya, modelo ng network ay isang modelo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga protocol ng network. At ang mga protocol, sa turn, ay mga pamantayan na tumutukoy kung paano magpapalitan ng data ang iba't ibang mga programa.

Hayaan akong ipaliwanag sa isang halimbawa: kapag binubuksan ang anumang pahina sa Internet, ang server (kung saan matatagpuan ang pahinang binubuksan) ay nagpapadala ng data (isang hypertext na dokumento) sa iyong browser sa pamamagitan ng HTTP protocol. Salamat sa HTTP protocol, ang iyong browser, na tumatanggap ng data mula sa server, alam kung paano ito kailangang iproseso, at matagumpay na naproseso ito, na ipinapakita sa iyo ang hiniling na pahina.

Kung hindi mo pa alam kung ano ang isang pahina sa Internet, ipapaliwanag ko sa maikling salita: anumang teksto sa isang web page ay nakapaloob sa mga espesyal na tag na nagsasabi sa browser kung anong laki ng teksto ang gagamitin, kulay nito, lokasyon sa ang pahina (kaliwa, kanan, o sa gitna). Nalalapat ito hindi lamang sa teksto, kundi pati na rin sa mga larawan, hugis, aktibong elemento at sa pangkalahatan lahat ng nilalaman, i.e. kung ano ang nasa pahina. Ang browser, sa pagtukoy sa mga tag, ay kumikilos ayon sa kanilang mga tagubilin, at ipinapakita sa iyo ang naprosesong data na nakapaloob sa mga tag na ito. Makikita mo mismo ang mga tag ng pahinang ito (at ang tekstong ito sa pagitan ng mga tag), upang gawin ito, pumunta sa menu ng iyong browser at piliin - tingnan ang source code.

Huwag tayong masyadong magambala, "Modelo ng Network" ang tamang paksa para sa mga gustong maging espesyalista. Ang artikulong ito ay binubuo ng 3 bahagi at para sa iyo, sinubukan kong isulat ito nang hindi boring, malinaw at maikli. Para sa mga detalye, o para sa karagdagang paglilinaw, sumulat sa mga komento sa ibaba ng pahina, at tiyak na tutulungan kita.

Kami, tulad ng sa Cisco Networking Academy, ay isasaalang-alang ang dalawang modelo ng network: modelo ng OSI at ang modelo ng TCP/IP (minsan ay tinatawag na DOD), at sabay na ihambing ang mga ito.

Modelo ng OSI Reference Network

Ang ibig sabihin ng OSI ay Buksan ang System Pagkakaugnay. Sa Russian, ganito ang tunog: Modelo ng pakikipag-ugnayan sa network bukas na mga sistema(modelo ng sanggunian). Ang modelong ito ay maaaring ligtas na tinatawag na isang pamantayan. Ito ang modelong sinusunod ng mga tagagawa ng network device kapag gumagawa ng mga bagong produkto.

Ang modelo ng network ng OSI ay binubuo ng 7 layer, at kaugalian na magsimulang magbilang mula sa ibaba.

Ilista natin sila:

7. Layer ng aplikasyon

6. Antas ng executive o layer ng pagtatanghal

5. Layer ng session

4. Transport layer

3. Layer ng network

2. Layer ng link ng data

1. Pisikal na layer

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang modelo ng network ay isang modelo ng pakikipag-ugnayan mga protocol ng network(mga pamantayan), ang bawat antas ay may sariling mga protocol. Ito ay isang nakakainip na proseso upang ilista ang mga ito (at walang punto), kaya mas mahusay na tingnan ang lahat gamit ang isang halimbawa, dahil ang pagkatunaw ng materyal ay mas mataas sa mga halimbawa;)

Layer ng aplikasyon

Ang application layer o application layer ay ang pinakamataas na antas ng modelo. Nakikipag-ugnayan ito sa mga aplikasyon ng gumagamit sa network. Pamilyar tayong lahat sa mga application na ito: web browsing (HTTP), pagpapadala at pagtanggap ng mail (SMTP, POP3), pagtanggap at pagtanggap ng mga file (FTP, TFTP), remote access (Telnet), atbp.

Antas ng executive

Layer ng pagtatanghal o layer ng pagtatanghal - kino-convert nito ang data sa naaangkop na format. Mas madaling maunawaan gamit ang isang halimbawa: ang mga larawang iyon (lahat ng mga larawan) na nakikita mo sa screen ay ipinapadala kapag nagpapadala ng isang file sa anyo ng maliliit na bahagi ng mga isa at mga zero (bit). Kaya, kapag nagpadala ka ng larawan sa iyong kaibigan sa pamamagitan ng email, ipinapadala ng SMTP Application Layer protocol ang larawan sa mas mababang layer, i.e. sa antas ng Presentasyon. Kung saan ang iyong larawan ay na-convert sa isang maginhawang anyo ng data para sa higit pa mababang antas, halimbawa sa mga bit (mga isa at mga zero).

Sa eksaktong parehong paraan, kapag sinimulan ng iyong kaibigan na matanggap ang iyong larawan, darating ito sa kanya sa anyo ng pareho at mga zero, at ito ay ang Presentation layer na nagko-convert ng mga bits sa isang ganap na larawan, halimbawa, isang JPEG.

Ganito gumagana ang antas na ito sa mga protocol (mga pamantayan) para sa mga larawan (JPEG, GIF, PNG, TIFF), mga pag-encode (ASCII, EBDIC), musika at video (MPEG), atbp.

Layer ng session

Session layer o session layer - gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, nag-aayos ito ng session ng komunikasyon sa pagitan ng mga computer. Ang isang magandang halimbawa ay ang audio at video conferencing; sa antas na ito ay itinatag kung aling codec ang ie-encode ng signal, at ang codec na ito ay dapat na nasa parehong machine. Ang isa pang halimbawa ay ang SMPP protocol (Short message peer-to-peer protocol), na ginagamit upang magpadala ng mga kilalang SMS at Mga kahilingan sa USSD. Isang huling halimbawa: Ang PAP (Password Authentication Protocol) ay isang lumang protocol para sa pagpapadala ng username at password sa isang server nang walang encryption.

Wala na akong sasabihin pa tungkol sa antas ng session, kung hindi ay susuriin natin ang mga nakakainip na feature ng mga protocol. At kung sila (nagtatampok) interesado ka, sumulat ng mga liham sa akin o mag-iwan ng mensahe sa mga komento na humihiling sa akin na palawakin ang paksa nang mas detalyado, at isang bagong artikulo ay hindi magtatagal;)

Layer ng transportasyon

Transport layer – tinitiyak ng layer na ito ang pagiging maaasahan ng paghahatid ng data mula sa nagpadala hanggang sa tatanggap. Sa katunayan, ang lahat ay napaka-simple, halimbawa, nakikipag-usap ka gamit ang isang webcam sa iyong kaibigan o guro. Mayroon bang pangangailangan para sa maaasahang paghahatid ng bawat bit ng ipinadalang imahe? Syempre hindi, kung ilang bits ang nawala sa streaming video, hindi mo man lang mapapansin, ni hindi magbabago ang picture (baka mag-iiba ang kulay ng isang pixel out of 900,000 pixels, which will flash at a speed of 24 na mga frame bawat segundo).

Ngayon, ibigay natin ang halimbawang ito: Ipinapasa ito sa iyo ng isang kaibigan (halimbawa, sa pamamagitan ng koreo) sa isang archive mahalagang impormasyon o programa. Ida-download mo ang archive na ito sa iyong computer. Dito kailangan ang 100% na pagiging maaasahan, dahil... kung ang isang pares ng mga bit ay nawala kapag nagda-download ng archive, hindi mo magagawang i-unzip ito, i.e. kunin ang kinakailangang data. O isipin ang pagpapadala ng isang password sa isang server, at isang bit ay nawala sa daan - ang password ay mawawala na ang hitsura nito at ang kahulugan ay magbabago.

Kaya, kapag nanonood tayo ng mga video sa Internet, minsan ay nakakakita tayo ng ilang artifact, pagkaantala, ingay, atbp. At kapag nagbasa kami ng teksto mula sa isang web page, ang pagkawala (o pagbaluktot) ng mga titik ay hindi katanggap-tanggap, at kapag nag-download kami ng mga programa, lahat ay napupunta nang walang mga error.

Sa antas na ito ay iha-highlight ko ang dalawang protocol: UDP at TCP. Ang UDP protocol (User Datagram Protocol) ay naglilipat ng data nang hindi nagtatatag ng koneksyon, hindi nagkukumpirma sa paghahatid ng data at hindi gumagawa ng mga pag-uulit. TCP protocol (Transmission Control Protocol), na bago ang paghahatid ay nagtatatag ng isang koneksyon, kinukumpirma ang paghahatid ng data, inuulit ito kung kinakailangan, at ginagarantiyahan ang integridad at tamang pagkakasunud-sunod ng na-download na data.

Samakatuwid, para sa musika, video, video conferencing at mga tawag ay gumagamit kami ng UDP (naglilipat kami ng data nang walang pag-verify at walang pagkaantala), at para sa text, mga programa, mga password, mga archive, atbp. – TCP (pagpapadala ng data na may kumpirmasyon ng resibo ay tumatagal ng mas maraming oras).

Layer ng network

Layer ng network - tinutukoy ng layer na ito ang landas kung saan ipapadala ang data. At, sa pamamagitan ng paraan, ito ang ikatlong antas ng OSI Network Model, at may mga device na tinatawag na mga third-level device - mga router.

Narinig na nating lahat ang tungkol sa IP address, ito ang ginagawa ng IP (Internet Protocol) protocol. Ang IP address ay isang lohikal na address sa isang network.

Napakaraming protocol sa antas na ito, at susuriin namin ang lahat ng mga protocol na ito nang mas detalyado sa ibang pagkakataon, sa magkahiwalay na mga artikulo at may mga halimbawa. Ngayon ay maglilista lang ako ng ilang mga sikat.

Paano narinig ng lahat ang tungkol sa IP address? ping command– ito ay kung paano gumagana ang ICMP protocol.

Ang parehong mga router (kung saan kami gagana sa hinaharap) ay gumagamit ng mga protocol ng antas na ito upang iruta ang mga packet (RIP, EIGRP, OSPF).

Ang buong ikalawang bahagi ng CCNA (Exploration 2) na kurso ay tungkol sa pagruruta.

Layer ng Data Link

Layer ng link ng data – kailangan namin ito para sa pakikipag-ugnayan ng mga network sa pisikal na antas. Marahil ay narinig na ng lahat ang tungkol sa MAC address na ito ay isang pisikal na address. I-link ang mga device sa layer - mga switch, hub, atbp.

Tinutukoy ng IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ang layer ng data link bilang dalawang sublayer: LLC at MAC.

LLC – Logical Link Control, nilikha upang makipag-ugnayan sa mas mataas na antas.

MAC – Media Access Control, nilikha upang makipag-ugnayan sa mas mababang antas.

Ipapaliwanag ko sa isang halimbawa: ang iyong computer (laptop, communicator) ay may network card (o iba pang adapter), at kaya may driver na makikipag-ugnayan dito (sa card). Ang isang driver ay ilan programa- ang itaas na sublayer ng layer ng channel, kung saan posible na makipag-usap sa mas mababang antas, o sa halip sa microprocessor ( bakal) – mas mababang sublayer ng layer ng data link.

Maraming karaniwang kinatawan sa antas na ito. Ang PPP (Point-to-Point) ay isang protocol para sa direktang pagkonekta ng dalawang computer. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - ang pamantayan ay nagpapadala ng data sa layo na hanggang 200 kilometro. Ang CDP (Cisco Discovery Protocol) ay isang proprietary protocol na pagmamay-ari ng Cisco Systems, na maaaring magamit upang tumuklas ng mga kalapit na device at makakuha ng impormasyon tungkol sa mga device na ito.

Pisikal na layer

Ang pisikal na layer ay ang pinakamababang antas na direktang naglilipat ng stream ng data. Ang mga protocol ay kilala nating lahat: Bluetooth, IRDA (Infrared communication), copper wire ( twisted pair, linya ng telepono), Wi-Fi, atbp.

Maghanap ng mga detalye at detalye sa mga artikulo sa hinaharap at sa kursong CCNA. Ang buong unang bahagi ng kursong CCNA (Exploration 1) ay nakatuon sa modelong OSI.

Sa unang bahagi, sinuri namin ang OSI Network Model. Ngayon tingnan natin ang modelo ng TCP/IP.

TCP/IP network model

Ang modelong TCP/IP ay karaniwang tinatawag na modelo ng DOD (Department of Defense).

Mula sa modelo ng network Ang modelo ng OSI, DOD (o TCP/IP) ay naiiba sa bilang ng mga layer. Mayroon lamang 4 sa kanila dito (magsisimula ako, tulad ng sa unang artikulo, mula sa itaas):

4. Antas ng aplikasyon

3. Transport layer

2. Layer ng network (Internet)

1. Antas access sa network(Access sa Network)

Kakatwa, sapat na ang apat na antas ng DOD upang masakop ang pitong antas ng modelo ng OSI. Bagaman mayroong ilang mga hindi pagkakasundo. Sa pangkalahatan, nang hindi naglalagay ng mga detalye, ang Application layer ng DOD model ay tumutugma sa tatlong itaas na antas ng OSI model (application, presentation, session), layer ng transportasyon tumutugma sa transportasyon, at network - network, ayon sa pagkakabanggit, at ang antas ng access sa network ay tumutugma sa dalawang mas mababang mga modelo ng OSI (data link, pisikal).

At kung pupunta tayo sa mga detalye, kailangan nating magsimula sa katotohanan na ang modelo ng TCP/IP network ay binuo nang mas maaga kaysa sa modelo ng OSI. Ang modelo ng TCP/IP ay nabuo sa mga umiiral na protocol, ngunit ang OSI ay kabaligtaran - una silang lumikha ng isang modelo, at pagkatapos ay mga protocol para dito, na ang bawat isa ay may sariling mga kalamangan at kahinaan. Ang OSI ay isang mas modernong modelo, kaya mas madalas itong talakayin sa Internet, ngunit ang mga protocol na ginamit ay TCP/IP stack (mga grupo, stack (isa sa ibabaw ng isa)) batay sa modelo ng DOD.

Pamilyar ka na sa dalawang modelo ng network; inilalarawan ang mga ito nang detalyado sa CCNA Exploration 1 - Network Fundamentals Version 4.0 English

Patuloy nating pag-aralan ang gawain at pakikipag-ugnayan ng lahat ng antas.

Encapsulation

Ang Encapsulation ay ang proseso ng paglilipat ng data mula sa tuktok na layer ng application pababa (sa pamamagitan ng protocol stack) sa pisikal na layer na ipapadala sa isang pisikal na medium ng network (twisted pair, optical fiber, Wi-Fi, atbp.). Bukod dito, sa bawat antas, ang iba't ibang mga protocol ay nagdaragdag ng kanilang sariling impormasyon sa ipinadalang data.

Ipaalala ko sa iyo na ang modelo ng network ng OSI ay binubuo ng 7 layer (layer ng application, layer ng presentation, layer ng session, layer ng transport, layer ng network, layer ng link, at layer ng pisikal). Gumagana ang lahat ng device sa network ayon sa modelo ng OSI, ang ilan lang ay gumagamit ng lahat ng 7 layer, habang ang iba ay gumagamit ng mas kaunti. Binibigyang-daan ka nitong iproseso ang papasok na data nang maraming beses nang mas mabilis.

Halimbawa, ginagamit ng iyong computer ang lahat ng 7 antas, ang router ay gumagamit ng 3 mas mababang antas, at ang switch ay gumagamit lamang ng 2 mas mababang antas.

Sa figure makikita mo ang pakikipag-ugnayan ng dalawang computer, sa pagitan ng kung saan mayroong isang router. Ang mga computer na PC1 at PC2 ay maaaring alinman sa mga home computer o server. Ang router, tulad ng nabanggit sa itaas, ay nagpapatakbo lamang sa tatlong antas ng modelo ang mga ito (tatlong antas) ay sapat na upang lumikha ng isang ruta sa anumang network.

Ngayon ay lumipat tayo sa proseso ng encapsulation at decapsulation mismo.

Encapsulation at decapsulation

Magiging mas madaling maunawaan ang mga prosesong ito ng encapsulation at decapsulation gamit ang isang halimbawa. Sabihin nating gusto mong tumingin sa ilang web page, na inilagay address bar address ng browser site at pindutin ang Enter button. Pagkatapos nito, dapat magpadala ang browser ng kahilingan sa server (kung saan naka-imbak ang web page na ito) upang makatanggap ng data. Ito ay tiyak sa yugtong ito na ang address ng site na iyong ipinasok ay ang data na dapat ipadala sa server sa anyo ng isang kahilingan.

Bumababa ang data na ito mula sa antas ng aplikasyon patungo sa antas ng pagtatanghal ng data.

Sa antas na ito, kino-convert ng iyong computer ang string ng ipinasok na teksto (address) sa isang format na maginhawa para sa paghahatid pa sa mas mababang antas.

Ang layer ng transportasyon ay tumatanggap ng data at tinutukoy na dapat itong ipadala pa gamit ang TCP protocol. Bago ang paghahatid, hinahati ng transport layer ang data sa mga piraso ng data at nagdaragdag ng header sa bawat piraso na naglalaman ng impormasyon tungkol sa lohikal na mga port mga computer (kung saan ipinadala ang data (halimbawa 1223) at kung saan nilalayon ang mga ito (sa kasong ito 80)). Sa layer ng transportasyon, ang mga piraso ng data na ito na may header ay tinatawag na mga segment. Ang mga segment ay ipinapasa pa pababa sa layer ng network.

Ang layer ng network, na tumatanggap ng bawat segment, ay hinahati ito sa mas maliliit na bahagi at nagdaragdag ng sarili nitong header sa bawat bahagi. Sa pamagat layer ng network ipinahiwatig ang mga lohikal mga address ng network nagpadala (Iyong computer) at tatanggap (Server).

Ang mga lohikal na network address ay mga kilalang IP address; marahil ay hindi pa rin malinaw kung ano ang ibig sabihin ng mga numero at tuldok sa mga ito, ngunit sa lalong madaling panahon ang puwang ng kaalaman na ito ay mapupunan ng may-katuturang impormasyon;)

Ang maliliit na piraso ng data na ito ay mayroon nang ilang mga header (idinagdag din ang mga partikular na header sa itaas na antas) ay tinatawag na mga packet sa layer ng network, na kung saan ay ipinapadala sa layer ng link ng data.

Sa antas ng link, ang mga packet ay nahahati sa mas maliliit na piraso ng data, at bilang karagdagan sa header na idinagdag muli, tanging sa antas ng link, isang trailer ay idinagdag din sa kanila. Sa antas na ito, ang mga header ay naglalaman ng mga pisikal na address ng mga device - ang transmitter at para kanino nila inilaan, at ang trailer ay naglalaman ng kalkuladong checksum, isang tiyak na code (impormasyon) na ginagamit upang matukoy ang integridad ng data.

Ang mga pisikal na address ng mga device ay mga MAC address.

Ang napakaliit na piraso ng data na ito ay tinatawag na mga frame o mga frame (parehong bagay). Susunod, ang mga frame ay ipinadala sa pisikal na layer.

Ang mga frame ay ipinapadala sa pisikal na layer sa anyo ng mga bit signal at sinusundan ang iba pa mga aparato sa network sa iyong patutunguhan.

Ang buong proseso ng pag-convert ng data (mula sa itaas na layer) sa mga signal (sa mas mababang layer) ay tinatawag na encapsulation. Tingnan ang figure sa ibaba, ipinapakita nito ang pangkalahatang encapsulation scheme mula sa itaas na antas hanggang sa ibaba:

Susunod, ang mga signal, na dumadaan sa ilang mga aparato sa network (sa aming kaso, isang router at isang switch), ay umaabot sa tatanggap, sa kasong ito, ang server (Maaari kang mag-click sa lahat ng mga larawan at sila ay palakihin).

Ang network card ng server ay kumukuha ng mga bit (sa pisikal na layer) at kino-convert ang mga ito sa mga frame (para sa layer ng link). Ang layer ng link ng data sa reverse order ay dapat na i-convert ang mga frame sa mga packet (para sa layer ng network), bago lamang i-convert ang layer, tingnan muna ang MAC address (pisikal na address) ng tatanggap, dapat itong tumugma sa MAC address ng network card, kung hindi ay masisira ang frame. Pagkatapos, ang link layer (kung tumugma ang MAC address) ay kinakalkula ang kabuuan ng natanggap na data at inihahambing ang resultang halaga sa halaga ng trailer. Ipaalala ko sa iyo na ang halaga ng trailer ay kinakalkula sa iyong computer, at ngayon, pagkatapos ng paghahatid sa pamamagitan ng wire, ito ay inihambing sa natanggap na halaga sa server at kung magkatugma ang mga ito, ang frame ay na-convert sa isang packet. Kung verification code ang integridad ng data ay nakompromiso - ang frame ay agad na nawasak.

Sa antas ng network, ang lohikal na address (IP address) ay nasuri kung ang tseke ay matagumpay, ang packet ay na-convert sa isang segment, na pumapasok sa layer ng transportasyon.

Sa layer ng transportasyon, ang impormasyon mula sa header ay nasuri, kung anong uri ng segment ito, kung anong protocol ang ginagamit, kung anong lohikal na port ang inilaan nito, atbp. Ang protocol na ginamit ay TCP, kaya ang isang notification ay ipapadala pabalik sa iyong computer kapag dumating ang segment. Tulad ng nabanggit sa itaas (kapag ang data ay naka-pack sa isang segment), sa kasong iyon ang destination port 80 ay ginamit. kasi Ang port na ito ay bukas sa web server, at ang data ay ililipat pa sa mas mataas na antas.

Sa mas mataas na antas, ang kahilingan (ipinasok ang address ng site) ay pinoproseso ng web server (tinitingnan nito kung naa-access ang hiniling na web page).

Ang prosesong ito ng pag-convert ng mga signal mula sa wire patungo sa data ay tinatawag na proseso decapsulation.

Kapag ang pahina ay natagpuan sa server, ito (teksto, mga imahe, musika) ay na-convert sa digital code, maginhawa para sa encapsulation. Ang isang malaking halaga ng data ay nahahati sa mga bahagi at ipinadala pababa sa antas ng transportasyon. Doon, ang isang piraso ng data ay na-convert sa isang segment, tanging ang patutunguhang port na ngayon ang magiging isa kung saan mo ito ipinadala (tandaan, 1223). Ang segment ay na-convert sa isang packet na ang header ay naglalaman ng IP address ng iyong computer at ipinapasa sa ibaba. Sa layer ng link, ang packet ay iko-convert sa mga frame at isang pamagat at trailer ay idinagdag. Ang patutunguhang MAC address ay inilalagay sa header (sa kasong ito, ito ang magiging gateway address), at isang code ng pag-verify ng integridad ng data ay inilalagay sa trailer. Susunod, ang network card ay nagpapadala ng mga frame sa anyo ng mga signal kasama ang cable patungo sa iyong computer.

Ito ay kung paano nangyayari ang pagpapalitan ng data ng network, encapsulation at decapsulation.

Talagang kailangan mong tandaan na ang mga piraso ng data na iyon (kasama ang mga header) na lumilipat mula sa antas patungo sa antas (kasama ang pagdaragdag ng mga header o vice versa) ay tinatawag Protocol Data Unit o PDU. Kung isasalin natin ang pampanitikan sa Russian, ito ay lumalabas piraso ng data sa bawat antas ng modelo. Sa unang bahagi ng CCNA may mga tanong na may kaugnayan sa PDU, kaya siguraduhing tandaan kung ano ito;)

Paglalarawan ng mga device sa network

Sa artikulong ito gusto kong sabihin sa iyo ang tungkol sa mga kasalukuyang device sa network.

Kadalasan, ang mga nagsisimulang makilala ang mga teknolohiya ng network ay may tanong: bakit sa ilang mga site ito ay nakasulat tungkol sa isang router, ngunit sa isa pa, ito ay medyo naiiba at isa nang gateway, at sa isang ikatlo ito ay lumalabas. na ang gateway ay isang programa? Paano maunawaan ang lahat ng mga terminong ito at kung saan mahahanap ang katotohanan tungkol sa kung ano?

Bibigyan kita ng detalyadong sagot sa tanong na ito. Matapos basahin ang artikulo, malalaman mo kung alin, pati na rin ang mga pagkakaiba sa pagitan nila.

Simulan natin ang artikulong ito sa network card, ang parehong naka-install sa iyong computer o laptop.

Network card

Maaari kang makakita ng mga ganitong pangalan: NIC, Network Interface Card, Network adapter, Ethernet adapter, network card - pareho lang ito.

Ang iyong computer ay nangangailangan ng network card upang makipag-ugnayan (magpalitan ng data) sa iba pang mga network device.

Batay sa paraan ng pagpapatupad ng network card sa iyong computer, maaari silang nahahati sa 3 uri: built-in, panloob at panlabas.

Ang isang naka-embed na card ay kapag ang bahagi ng network card ay binuo sa motherboard, i.e. Ang motherboard ay may built-in na konektor para sa pagkonekta ng isang cable at isang chip para sa pagproseso ng impormasyon (karagdagang mga function na dapat iproseso sa network card ay pinoproseso ng gitnang processor gamit ang isang espesyal na driver). Ngayon ang lahat ng mga laptop ay may ganitong pagpapatupad, at walang puwang sa loob ng kaso para sa isang normal na board. Ang mga computer sa bahay sa kasalukuyan ay hindi nagkukulang ng built-in na solusyon sa network card. Tiniyak ng mga manufacturer ng motherboard na kapag bumili ka, mayroon kang network card, sound card, video card, at iba pang card (ang pag-unlad ay hindi tumitigil).

Ang panloob ay kapag ang network card ay naka-install sa loob ng computer (system unit). Nangangahulugan ito na mayroong isang hiwalay na network card, na may connector ng network, ipinasok sa pamamagitan ng isang espesyal na konektor (PCI, PCI-E, ISA) sa motherboard. Maaari itong i-pull out sa isang computer at ipasok sa isa pa.

Panlabas - ngayon ang pagpapatupad na ito ay matatagpuan kapag ang isang tablet o communicator ay konektado sa pamamagitan ng isang network interface sa isang lokal na network, gayundin sa mga laptop na walang network connector o may isang hindi napapanahong (o hindi gumagana) na network connector. Kadalasan ito ay isang network card sa isang plastic case na may USB cable para sa pagkonekta sa isang computer.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang modem at isang adaptor

Madalas mong makita ang pangalan ng isang network device bilang isang modem. Sa isang tindahan nakikita namin ang isang Wi-Fi modem, at sa isa pa ay isang Wi-Fi adapter. Kaya ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang modem at isang adaptor o isang network card? Ngayon subukan nating alamin ito (kung medyo tamad ka, maaari mong laktawan ang pangunahing bahagi ng pag-aaral at basahin lamang ang huling pangungusap nito).

Pananaliksik: Ano ang modem at ano ang pagkakaiba sa adaptor.

Kaya, gumawa tayo ng kaunting pagsasaliksik at alamin kung ano ang isang modem, kung ano ang isang adaptor, at kung paano sila nagkakaiba.

Tingnan natin kung ano ang ibig sabihin mismo ng mga salitang modem at adapter.

Modem. Ang salitang ito ay isang acronym, i.e. isang abbreviation (maikling spelling) na nabuo mula sa mga unang titik ng mga salitang Ingles na mo(dulator) at dem(odulator). Ang modulator (lat. modulator - pinapanatili ang ritmo) ay isang aparato na nagbabago sa mga parameter ng signal ng carrier alinsunod sa mga pagbabago sa ipinadala (impormasyon) signal. Ang demodulator ay isang detector ng isang radio receiving device na nagpapanumbalik ng impormasyon mula sa isang radio signal na naka-embed dito ng isang modulator.

Sa madaling salita, ang isang modem ay nagko-convert ng mga bit ng data sa isang signal (naaayon sa daluyan ng paghahatid ng data) at kabaliktaran, ang signal sa data.

Adapter (adapter o adaptor). Isinalin sa Russian ito ay lumalabas: adapter, transition device, device, transition coupling, connecting device, pickup, isa na muling gumagawa ng isang akdang pampanitikan (inaangkop ito). Dahil ang salitang Adapter ay nagmula sa Adapt, isaalang-alang din natin ito. Upang umangkop ay nangangahulugan na umangkop, mapadali, ayusin.

Tulad ng sa isang modem, sa simpleng mga termino, ang adaptor ay tumatanggap ng isang senyas mula sa isang cable (o anumang iba pang medium ng paghahatid) at kino-convert ito sa mga bit ng data at vice versa.

Ngayon ay isasaalang-alang ko kung saan at para sa anong layunin ginamit ang dalawang salitang ito.

Ang salitang "modem" ay ginagamit lamang bilang isang modulasyon/demodulation device: modem, soft modem, wireless modem, voice modem, satellite modem, fax modem.

Ngunit sa salitang "adapter" ay mas kawili-wili ang mga bagay: power supply, network adapter, DOF adapter, adapter adapter (adapter ring para sa photo optics), network card (board), interface sa pagitan ng mga device, video adapter, graphics adapter (convert ng graphics image sa ibang anyo). At ilan pang mga clipping mula sa mga pangungusap kung saan lumilitaw ang salitang ito: "Ang Adapter, Adapter o Wrapper / Wrapper ay isang pattern ng disenyo ng istruktura", "isang plastic mouth adapter ay partikular na idinisenyo para sa metered dose aerosol", "sa adapter ng bote at tumusok sa dulo ng adaptor sa sentro ng takip ng bote", "Upang makilala ang mga amino acid sa cell mayroong mga espesyal na "adapter", ilipat ang mga molekula ng RNA (tRNA).," "karaniwang iterator tag, reverse iterator adapter at insertion iterator", "Para sa pag-playback sa isang video recorder, ito ay inilalagay sa isang espesyal na adaptor na may panlabas na laki ng karaniwang VHS video cassette.", "Ang karamihan ng mga modernong daga ay may USB interface, kung minsan ay may adaptor para sa PS/2.", "" electric violin" - S. na may adaptor para sa pagpapalakas ng tunog", "mga de-koryenteng gitara kung saan ang mga kuwerdas ay nag-vibrate gamit ang mga adaptor ay na-convert sa mga electric," "Ang on-camera video recorder, sa pamamagitan ng isang espesyal na adaptor, ay mahigpit na nakakabit sa telebisyon camera, na bumubuo ng isang yunit."

Isa-isahin natin ang mga resulta ng ating pananaliksik. Inuulit ko na ang salitang "modem" ay ginagamit lamang bilang isang modulation/demodulate device. Ang "Adapter" ay isang mas unibersal na salita, bagama't mayroon ito pangkalahatang kahulugan. Saanman ang isang bagay ay kailangang baguhin, baguhin, baguhin at iakma, ang mga salitang "adapter" ay maaaring gamitin. Sa totoo lang, ang mga pag-andar ng isang modem ay umaangkop sa kahulugan ng isang adaptor, kaya maaari naming isaalang-alang ang mga salitang ito (sa loob ng mga teknolohiya ng network) na magkaroon ng parehong kahulugan at, kung kinakailangan, palitan ang isa sa isa. Bukod dito, dahil ang "modem" ay isang mas 'makitid' at espesyal na salita, dapat itong gamitin upang palitan ang salitang "adapter" nang may pag-iingat. Sa kabaligtaran, ang isang "adapter" ay maaaring palitan ang anumang "modem".

Ngayon, sa panahon ng mataas na teknolohiya, hindi mo mabigla ang sinuman na may network card na ang lahat ay gumagamit na ng 3G modem, USB modem, GSM modem, atbp. Ito ay lahat ng parehong bagay. Gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, ang 3G modem ay isang device na ipinasok sa USB port iyong computer, laptop o tablet (Bukod sa USB, maaari ka ring makahanap ng iba pang mga interface, halimbawa PCIMCI). Sa loob ng device na ito ay isang SIM card mula sa isang mobile operator, na nagbibigay-daan sa iyong kumonekta sa Internet sa saklaw na lugar ng network ng operator na ito (halimbawa, sa bansa) o habang nag-roaming (halimbawa, sa ibang bansa).

Mayroon ding mga halos kaparehong device: 4G modem, WiMAX modem - ito ang mga device na gumagana gamit ang teknolohiyang tinatawag na Wireless MAN (IEEE802.16 standard). Nagbibigay ng access sa Internet at lokal na network sa loob ng saklaw na lugar. May mga built-in na WiMAX adapter ang ilang communicator at laptop.

Oras na para banggitin Teknolohiya ng Wi-Fi, mas tiyak tungkol sa mga device na gumagana dito: Wi-Fi modem, Wi-Fi adapter, Wi-Fi card at katulad na Wi-Fi. Ang mga device na ito, tulad ng mga network card, ayon sa paraan ng pag-install (pagpapatupad) ay maaaring nahahati sa tatlong grupo: built-in, panloob at panlabas.

Ang mga built-in na Wi-Fi adapter ay matatagpuan sa parehong mga device tulad ng mga network card, at sa halos lahat ng mga mobile device.

Ang mga panloob ay mukhang isang regular na network card na may antenna. Karaniwan na ngayon na makahanap ng network card kasabay ng isang module ng Wi-Fi.

Ang modelo ng network ay isang teoretikal na paglalarawan ng mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang hanay ng mga protocol ng network na nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang modelo ay karaniwang nahahati sa mga layer, upang ang mga mas mataas na antas ng protocol ay gagamit ng mas mababang antas ng mga protocol (mas tiyak, ang data mula sa isang mas mataas na antas ng protocol ay ipapadala gamit ang mas mababang antas ng mga protocol - ang prosesong ito ay tinatawag na encapsulation, ang proseso ng pagkuha ang mas mataas na antas ng data mula sa mas mababang antas ng data ay tinatawag na de-encapsulation). Ang mga modelo ay maaaring parehong praktikal (ginagamit sa mga network, kung minsan ay nakakalito at/o hindi kumpleto, ngunit nilulutas ang mga nakatalagang gawain) at teoretikal (nagpapakita ng mga prinsipyo ng pagpapatupad ng mga modelo ng network, sinasakripisyo ang pagganap/mga kakayahan para sa kalinawan).

Ang encapsulation sa mga computer network ay isang paraan ng pagbuo ng mga modular network protocol kung saan ang lohikal na independiyenteng mga function ng network ay na-abstract mula sa mga pinagbabatayan na mekanismo sa pamamagitan ng pagsasama o pag-encapsulate ng mga mekanismong ito sa mas mataas na antas ng mga bagay.

OSI network model (Open Systems Interconnection Reference Model - open systems interaction model) - abstract na modelo para sa mga komunikasyon sa network at pagpapaunlad ng network protocol.

Kumakatawan sa isang layered na diskarte sa networking. Ang bawat antas ay nagsisilbi sa bahagi nito ng proseso ng pakikipag-ugnayan. Salamat sa istrukturang ito pakikipagtulungan kagamitan sa network At software nagiging mas simple at mas malinaw.

7 Inilapat

6 Tagapagpaganap

5 Sesyon

4 Transportasyon

3 Network

2 Channel

1 Pisikal

19 TCP/IP protocol stack. Pagsunod sa mga layer ng modelo ng OSI.

Ang TCP/IP protocol stack (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ay isang set ng mga network protocol ng iba't ibang antas ng network model na ginagamit sa mga network. Ang mga protocol ay gumagana sa isa't isa sa isang stack - nangangahulugan ito na ang isang protocol na matatagpuan sa isang mas mataas na antas ay gumagana "sa itaas" ng mas mababang isa, gamit ang mga mekanismo ng encapsulation. Halimbawa, ang TCP protocol ay tumatakbo sa ibabaw ng IP protocol.

Kasama sa TCP/IP protocol stack ang mga protocol ng apat na antas: application, transport, network, at network access.

Ang mga protocol ng mga antas na ito ay ganap na ipinapatupad functionality Mga modelo ng OSI. Ang lahat ng pakikipag-ugnayan ng user sa mga IP network ay binuo sa TCP/IP protocol stack. Ang stack ay independiyente sa pisikal na daluyan ng paghahatid ng data.

Mayroong hindi pagkakasundo tungkol sa kung paano ipagkasya ang modelong TCP/IP sa modelong OSI, dahil ang mga layer sa mga modelong ito ay hindi pareho karagdagang antas- "Internetworking" - sa pagitan ng mga antas ng transportasyon at network.

Karaniwan, sa TCP/IP stack, ang itaas na 3 layer (application, presentation at session) ng OSI model ay pinagsama sa isang application. Dahil ang naturang stack ay hindi nagbibigay ng pinag-isang data transfer protocol, ang mga function ng pagtukoy sa uri ng data ay inililipat sa application.

IP protocol.

Ang Internet Protocol o IP (Ingles na internet protocol - internet protocol) ay isang routed network protocol, isang network layer protocol ng TCP/IP family.

Ang IP protocol ay ginagamit para sa hindi garantisadong paghahatid ng data na nahahati sa tinatawag na mga packet mula sa isang network node patungo sa isa pa. Nangangahulugan ito na walang mga garantiyang ibinigay sa antas ng protocol na ito (ang ikatlong layer ng modelo ng network ng OSI). maaasahang paghahatid pakete sa addressee. Sa partikular, ang mga packet ay maaaring dumating nang hindi maayos kung saan sila ipinadala, madoble (kapag dumating ang dalawang kopya ng parehong packet; sa katotohanan ito ay napakabihirang), masira (ang mga nasirang packet ay kadalasang nasisira) o hindi dumating sa lahat. Ang garantiya ng walang error na paghahatid ng mga packet ay ibinibigay ng mas mataas na (transport layer) na mga protocol ng modelo ng OSI network - halimbawa, TCP - na gumagamit ng IP bilang isang transportasyon.

SA modernong network Gumagamit ang Internet ng IP version 4, na kilala rin bilang IPv4. Sa bersyong ito ng IP protocol, ang bawat network node ay bibigyan ng IP address na 4 octet (4 bytes) ang haba. Sa kasong ito, ang mga computer sa mga subnet ay pinagsama ng karaniwang mga bit ng paunang address. Ang bilang ng mga bit na ito na karaniwan sa isang naibigay na subnet ay tinatawag na subnet mask (dati, ang puwang ng address ay nahahati sa mga klase - A, B, C; ang klase ng network ay tinutukoy ng hanay ng mga halaga ng pinakamahalagang octet at natukoy ang bilang ng mga matutugunan na node sa isang partikular na network, ngayon ay ginagamit ang walang klaseng pag-address).

OSI Model (Open System Interconnect Reference Model, Modelo ng sanggunian Ang Open Systems Interaction) ay isang unibersal na pamantayan para sa pakikipag-ugnayan ng dalawang sistema (computers) sa pamamagitan ng isang computer network.

Inilalarawan ng modelong ito ang mga function ng pitong hierarchical na antas at ang mga interface ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga antas. Ang bawat antas ay tinutukoy ng serbisyong ibinibigay nito sa mas mataas na antas, at sa pamamagitan ng isang protocol - isang hanay ng mga panuntunan at mga format ng data para sa pakikipag-ugnayan ng mga bagay sa parehong antas na tumatakbo sa iba't ibang mga computer.

Ang ideya ay ang buong kumplikadong pamamaraan networking ay maaaring hatiin sa isang bilang ng mga primitive, sunud-sunod na isinasagawa ng mga bagay na nauugnay sa mga antas ng modelo. Ang modelo ay ginawa sa paraang ang mga bagay sa parehong antas ng dalawang nakikipag-ugnayan na mga computer ay direktang nakikipag-ugnayan sa isa't isa gamit ang mga naaangkop na protocol, nang hindi nalalaman kung anong mga antas ang nasa ilalim ng mga ito at kung anong mga function ang kanilang ginagawa. Ang layunin ng mga bagay ay magbigay sa pamamagitan ng isang standardized na interface tiyak na serbisyo sa mas mataas na antas, gamit, kung kinakailangan, ang serbisyong nagbibigay bagay na ito mababang antas.

Halimbawa, ang isang proseso ay nagpapadala ng data sa network sa isang proseso na matatagpuan sa isa pang computer. Sa pamamagitan ng isang standardized na interface, ang proseso ng pagpapadala ay nagpapadala ng data sa mas mababang antas, na nagbibigay ng proseso sa isang serbisyo para sa pagpapadala ng data, at ang proseso ng pagtanggap, sa pamamagitan ng parehong standardized na interface, ay tumatanggap ng data na ito mula sa mas mababang antas. Kasabay nito, wala sa mga proseso ang nakakaalam o kailangang malaman nang eksakto kung paano nagpapadala ng data ang lower-level na protocol, kung gaano karaming iba pang mga layer ang nasa ilalim nito, kung ano ang pisikal na daluyan para sa paghahatid ng data at kung saang paraan sila gumagalaw.

Ang mga prosesong ito, sa kabilang banda, ay maaaring wala sa pinakamataas na antas ng modelo. Ipagpalagay natin na tapos na sila karaniwang interface nakikipag-ugnayan sa mas mataas na antas ng mga aplikasyon at ang kanilang gawain (ang ibinigay na serbisyo) ay ang pagbabagong-anyo ng data, katulad ng fragmentation at pagpupulong ng malalaking bloke ng data na ipinapadala ng mga mas mataas na antas ng aplikasyon sa isa't isa. Kasabay nito, ang kakanyahan ng mga datos na ito at ang kanilang interpretasyon para sa mga prosesong isinasaalang-alang ay ganap na hindi mahalaga.

Posible rin na ang mga bagay sa parehong antas ay maaaring palitan (halimbawa, kapag ang paraan ng pagpapatupad ng isang serbisyo ay nagbabago) sa paraang hindi mapapansin ng isang bagay sa mas mataas na antas ang pagpapalit.

Bumalik tayo sa halimbawa: hindi alam ng mga application na ang kanilang data ay tiyak na binago sa pamamagitan ng fragmentation/assembly sapat na para sa kanila na malaman na ang mas mababang antas ay nagbibigay sa kanila ng ilang "tama" na serbisyo sa pagbabago ng data. Kung, para sa ilang iba pang network, hindi fragmentation/assembly ng mga packet ang kailangan, ngunit, sabihin nating, ang pagbaliktad ng kahit at kakaibang mga piraso, kung gayon ang mga proseso ng antas na pinag-uusapan ay papalitan, ngunit ang mga application ay hindi mapapansin ang anuman , dahil ang kanilang mga interface sa pinagbabatayan na antas ay na-standardize, at partikular na ang mga aksyon ng mga mas mababang antas ay nakatago mula sa kanila.

Ang mga bagay na gumaganap ng mga function ng mga antas ay maaaring ipatupad sa software, firmware, o anyo ng hardware. Bilang isang tuntunin, mas mababa ang antas, mas malaki ang bahagi ng hardware sa pagpapatupad nito.

Ang organisasyon ng pakikipag-ugnayan sa network sa pagitan ng mga computer, na binuo batay sa mga hierarchical na antas, tulad ng inilarawan sa itaas, ay madalas na tinatawag na protocol stack.

1.1.1. Mga Layer ng Modelong OSI

Nakalista sa ibaba (mula sa itaas hanggang sa ibaba) ang mga layer ng modelo ng OSI at ang kanilang mga karaniwang function.

Antas ng aplikasyon- interface sa mga proseso ng aplikasyon.

Layer ng pagtatanghal- koordinasyon ng pagtatanghal (mga format, pag-encode) ng data ng proseso ng aplikasyon.

Antas ng session- pagtatatag, pagpapanatili at pagsasara ng isang lohikal na sesyon ng komunikasyon sa pagitan ng mga malalayong proseso.

Layer ng transportasyon- pagtiyak na walang error na end-to-end na pagpapalitan ng mga stream ng data sa pagitan ng mga proseso sa panahon ng isang session.

Layer ng network- fragmentation at pagpupulong ng data na ipinadala ng layer ng transportasyon, pagruruta at paglipat nito sa network mula sa nagpapadalang computer patungo sa tumatanggap na computer.

Layer ng Data Link- kontrol sa channel ng paghahatid ng data, kontrol sa pag-access sa medium ng paghahatid, paghahatid ng data sa channel, pagtuklas ng mga error sa channel at ang kanilang pagwawasto.

Pisikal na layer- pisikal na interface na may channel ng paghahatid ng data, representasyon ng data sa form mga pisikal na senyales at ang kanilang coding (modulation).

1.1.2. Packet Encapsulation at Pagproseso

Habang lumilipat ang isang data packet sa mga antas mula sa itaas hanggang sa ibaba, bawat isa bagong antas nagdaragdag ng sarili nitong impormasyon ng serbisyo sa packet sa anyo ng isang header at, posibleng, isang trailer (impormasyon na nakalagay sa dulo ng mensahe). Ang operasyong ito ay tinatawag na encapsulating ang upper-level na data sa isang lower-level na packet. Ang impormasyon ng serbisyo ay inilaan para sa isang bagay na may parehong antas sa malayong computer, ang format at interpretasyon nito ay tinutukoy ng protocol ng layer na ito.

Siyempre, ang data na nagmumula sa mas mataas na layer ay maaaring aktwal na mga packet na may naka-encapsulated na data mula sa mas mataas na layer.

Sa kabilang banda, kapag ang isang packet ay natanggap mula sa mas mababang layer, ito ay nahahati sa isang header (trailer) at data. Ang impormasyon ng serbisyo mula sa header (trailer) ay sinusuri at, alinsunod dito, ang data ay posibleng ipadala sa isa sa mga top-level na bagay. Na, sa turn, ay isinasaalang-alang ang data na ito bilang isang pakete na may sarili nitong impormasyon ng serbisyo at data para sa isang mas mataas na antas, at ang pamamaraan ay paulit-ulit hanggang ang data ng gumagamit, na na-clear sa lahat ng impormasyon ng serbisyo, ay umabot sa proseso ng aplikasyon.

Posibleng hindi maabot ng data packet ang pinakamataas na antas, halimbawa, kung ang computer na pinag-uusapan ay isang intermediate station sa landas sa pagitan ng nagpadala at ng tatanggap. Sa kasong ito, ang isang bagay sa kaukulang antas, kapag pinag-aaralan ang impormasyon ng serbisyo, ay mapapansin na ang packet sa antas na ito ay hindi naka-address dito (bagaman mula sa punto ng view ng mas mababang antas ito ay naka-address sa partikular na computer na ito). Gagawin ng object ang mga kinakailangang hakbang upang ipasa ang packet sa patutunguhan nito o ibalik ito sa nagpadala na may mensahe ng error, ngunit sa alinmang kaso ay hindi nito ipapasa ang data sa itaas na layer.

Ang modelo ng OSI ay iminungkahi nang matagal na ang nakalipas, ngunit ang mga protocol batay dito ay bihirang ginagamit, una, dahil sa kanilang hindi palaging makatwirang pagiging kumplikado, at pangalawa, dahil sa pagkakaroon ng mahusay na napatunayang mga stack, bagaman hindi mahigpit na tumutugma sa Mga protocol ng modelo ng OSI (halimbawa, TCP/IP).

Samakatuwid, ang OSI model st O ito ay itinuturing na pangunahin bilang base ng suporta upang uriin at ihambing ang mga stack ng protocol.

1.2. TCP/IP protocol stack

TCP/IP- isang kolektibong pangalan para sa isang set (stack) ng mga protocol ng network ng iba't ibang antas na ginagamit sa Internet. Mga Tampok ng TCP/IP:

• bukas na mga pamantayan ng protocol na binuo nang hiwalay sa software at hardware;
• kalayaan mula sa pisikal na transmisyon medium;
• natatanging sistema ng pagtugon;
• standardized na mga protocol mataas na antas para sa mga karaniwang serbisyo ng gumagamit.

kanin. 1.2.1. TCP/IP protocol stack

Ang TCP/IP protocol stack ay nahahati sa 4 na antas: inilapat (aplikasyon), transportasyon (transportasyon), internetwork (internet) at antas ng pag-access ng media (access sa network). Ang mga terminong ginamit upang italaga ang isang bloke ng ipinadalang data ay iba kapag gumagamit ng iba't ibang transport layer protocol - TCP at UDP, kaya ang Figure 1.2.1 ay nagpapakita ng dalawang stack. Tulad ng sa modelo ng OSI, ang data ay higit pa itaas na antas ay naka-encapsulated sa mas mababang antas na mga pakete (tingnan ang Fig. 1.2.2).

kanin. 1.2.2. Halimbawa ng packet encapsulation sa TCP/IP stack

Tinatayang ratio ng antas Mga stack ng OSI at ang TCP/IP ay ipinapakita sa Fig. 1.2.3.

kanin. 1.2.3. Relasyon sa pagitan ng OSI at TCP/IP na mga antas ng stack

Ang mga function ng bawat layer at halimbawa ng mga protocol ay maikling tinalakay sa ibaba. Ang isang programa na nagpapatupad ng mga function ng isang partikular na protocol ay madalas na tinatawag na isang module, halimbawa, "IP module", "TCP module".

1.2.1. Layer ng aplikasyon

Ang mga application na nagpapatakbo ng TCP/IP stack ay maaari ding gumanap ng mga function ng presentation layers at bahagi ng OSI session model; halimbawa, pag-convert ng data sa isang panlabas na representasyon, pagpapangkat ng data para sa paghahatid, atbp.

Ang mga karaniwang halimbawa ng aplikasyon ay mga programang telnet, ftp, mga server at kliyente ng HTTP (mga browser ng WWW), mga e-mail program.

Upang magpadala ng data sa isa pang application, ina-access ng application ang isa o isa pang module ng transport layer.

1.2.2. Layer ng transportasyon

Nagbibigay ang mga transport layer protocol ng transparent (end-to-end) na serbisyo sa paghahatid ng data sa pagitan ng dalawang proseso ng aplikasyon. Ang isang proseso na tumatanggap o nagpapadala ng data gamit ang transport layer ay kinikilala sa layer na iyon sa pamamagitan ng isang numerong tinatawag numero ng port. Kaya, ang papel ng mga address ng nagpadala at tatanggap sa antas ng transportasyon ay nilalaro ng numero ng port (o mas simple, ang port).

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa header ng packet nito na natanggap mula sa layer ng internetwork, tinutukoy ng transport module sa pamamagitan ng recipient port number kung saan sa application ang nagpoproseso ng data na ipinapadala, at ipinapadala ang data na ito sa naaangkop na proseso ng aplikasyon (maaaring matapos itong suriin para sa mga error, atbp.). Ang mga numero ng destinasyon at source port ay nakasulat sa header ng transport module na nagpapadala ng data; ang transport layer header ay naglalaman din ng iba pang impormasyon ng serbisyo; Ang format ng header ay depende sa transport protocol na ginamit.

Mayroong dalawang pangunahing protocol na tumatakbo sa layer ng transportasyon: UDP At TCP.

TCP (Transmission Control Protocol) - maaasahan protocol na may pagtatatag ng koneksyon: Pinamamahalaan nito ang lohikal na sesyon (nagtatatag, nagpapanatili at nagsasara ng koneksyon) sa pagitan ng mga proseso at tinitiyak ang maaasahan (walang error at garantisadong) paghahatid ng data ng aplikasyon mula sa proseso hanggang sa proseso.

Ang data para sa TCP ay isang sequence ng mga octet ng user na hindi binibigyang-kahulugan ng protocol, na pinaghiwa-hiwalay para sa paghahatid sa mga bahagi. Ang bawat bahagi ay ipinadala sa isang hiwalay na segment ng TCP. Upang i-promote ang isang segment sa network sa pagitan ng nagpapadalang computer at ng tumatanggap na computer, ginagamit ng TCP module ang internetwork layer service (tinatawag ang IP module).

Mas detalyadong gawain TCP protocol tinalakay sa Kabanata 3.

Ang lahat ng mga application na ibinigay bilang isang halimbawa sa nakaraang talata ay gumagamit ng mga serbisyo ng TCP.

Ang UDP (User Datagram Protocol) ay hindi aktwal na gumaganap ng anumang mga espesyal na function bilang karagdagan sa mga function ng layer ng internetwork (IP protocol, tingnan ang Kabanata 2). Ginagamit ang UDP protocol kapag nagpapasa maikling mensahe, kapag ang overhead ng pagtatatag ng isang session at pagsuri para sa matagumpay na paghahatid ng data ay mas mataas kaysa sa gastos ng muling pagpapadala ng mensahe (sa kaso ng pagkabigo), o sa kaso kapag ang organisasyon ng proseso ng aplikasyon mismo ay nagsisiguro na ang koneksyon ay naitatag at ang ang paghahatid ng mga packet ay nasuri (halimbawa, NFS).

Ang data ng user na natanggap mula sa layer ng application ay pinangungunahan ng isang UDP header, at ang UDP packet na nabuo ay ipinapadala sa layer ng internetwork.

Ang UDP header ay binubuo ng dalawang 32-bit na salita:

Mga halaga ng field:

Pinagmulan Port- numero ng port ng proseso ng pagpapadala.

Destination Port- numero ng port ng proseso ng pagtanggap.

Ang haba- haba ng UDP packet kasama ang header sa mga octet.

Checksum- checksum. Ang checksum ay kinakalkula sa parehong paraan tulad ng sa TCP header (tingnan ang seksyon 3.2); kung ang UDP packet ay may kakaibang haba, pagkatapos ay kapag kinakalkula checksum isang zero octet ang nakadugtong dito.

Ang header ay agad na sinusundan ng data ng user na ipinasa sa UDP module ng application layer sa isang tawag. Itinuturing ng UDP protocol ang data na ito bilang isang kumpletong mensahe; hindi nito hinahati ang isang mensahe para sa paghahatid sa maramihang mga packet, at hindi rin ito pinagsasama ang maramihang mga mensahe para sa paghahatid sa isang solong pakete. Kung tinawag ng isang proseso ng aplikasyon ang module ng UDP ng N beses upang magpadala ng data (ibig sabihin, humihiling na ipadala ang N mensahe), pagkatapos ay bubuo at ipapadala ng UDP module ang N packet, at ang proseso ng pagtanggap ay kailangang tawagan ang UDP module nito ng N beses upang matanggap ang lahat ng mga mensahe.

Kapag tumatanggap ng packet mula sa layer ng internetwork, sinusuri ng module ng UDP ang checksum at ipinapasa ang mga nilalaman ng mensahe sa proseso ng aplikasyon na ang numero ng port ay tinukoy sa field na "Destination Port".

Kung nabigo ang checksum check, o kung walang prosesong konektado sa kinakailangang port, hindi papansinin ang packet. Kung ang mga packet ay dumating nang mas mabilis kaysa sa maaaring iproseso ng UDP module, ang mga papasok na packet ay hindi rin papansinin. Ang UDP protocol ay walang anumang paraan ng pagkumpirma sa walang error na pagtanggap ng data o mga mensahe ng error, hindi tinitiyak na ang mga mensahe ay darating sa pagkakasunud-sunod na ipinadala sa kanila, at hindi paunang nagtatag ng sesyon ng komunikasyon sa pagitan ng mga proseso ng aplikasyon, kaya ito ay hindi mapagkakatiwalaan protocol walang koneksyon. Kung ang isang application ay nangangailangan ng ganitong uri ng serbisyo, dapat itong gamitin ang TCP protocol sa layer ng transportasyon.

Ang maximum na haba ng isang mensahe ng UDP ay katumbas ng maximum na haba ng isang IP datagram (65535 octets) na binawasan ang minimum na IP header (20) at ang UDP header (8), i.e. 65507 octets. Sa pagsasagawa, ang mga mensaheng karaniwang ginagamit ay 8192 octet ang haba.

Mga halimbawa ng mga proseso ng aplikasyon gamit ang UDP protocol:NFS ( File ng Network System - network file system), TFTP (Trivial Paglipat ng File Protocol - simpleng file transfer protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), DNS ( Domain Name Serbisyo - serbisyo ng domain name).

1.2.3. Layer ng Internet at IP protocol

Ang pangunahing protocol ng layer na ito ay ang protocol IP(Internet Protocol).

Ang IP protocol ay naghahatid ng mga bloke ng data, na tinatawag na datagrams, mula sa isang IP address patungo sa isa pa. Ang IP address ay isang natatanging 32-bit na computer identifier (mas tiyak, ang interface ng network). Ang data para sa datagram ay ipinadala sa IP module ng transport layer. Ang IP module ay nauuna sa data na ito na may isang header na naglalaman ng mga IP address ng nagpadala at tatanggap at iba pang impormasyon ng serbisyo, at ang datagram na nabuo sa gayon ay ipinapadala sa media access layer (halimbawa, isa sa mga pisikal na interface) para sa pagpapadala sa ibabaw ng data link.

Hindi lahat ng computer ay maaaring direktang makipag-usap sa isa't isa; Kadalasan, upang maipadala ang isang datagram sa patutunguhan nito, kinakailangan na iruta ito sa isa o higit pang mga intermediate na computer sa isang ruta o iba pa. Ang gawain ng pagtukoy ng ruta para sa bawat datagram ay malulutas ng IP protocol.

Kapag nakatanggap ang IP module ng datagram mula sa ibabang layer, sinusuri nito ang patutunguhang IP address. Kung ang datagram ay natugunan computer na ito, pagkatapos ay ang data mula dito ay ililipat para sa pagproseso sa isang mas mataas na antas na module (na ang isa ay partikular na ipinahiwatig sa header ng datagram). Kung ang patutunguhang address ng datagram ay dayuhan, kung gayon ang IP module ay maaaring gumawa ng dalawang desisyon: ang una ay upang sirain ang datagram, ang pangalawa ay ipadala ito sa patutunguhan nito, pagtukoy ng ruta - ito ang mga intermediate na istasyon - mga router - gawin.

Maaaring kailanganin din ito sa gilid ng mga network na may iba't ibang katangian, hatiin ang datagram sa mga fragment, at pagkatapos ay tipunin ito sa isang solong kabuuan sa computer ng tatanggap. Ito rin ang gawain ng IP protocol.

Kung ang IP module ay hindi maihatid ang datagram para sa anumang kadahilanan, ito ay itatapon. Sa kasong ito, maaaring magpadala ang IP module ng abiso ng error sa pinagmulang computer ng datagram na ito; Ang mga naturang notification ay ipinapadala gamit ang ICMP protocol, na isang mahalagang bahagi ng IP module. Ang IP protocol ay wala nang paraan ng pagsubaybay sa kawastuhan ng data, pagkumpirma ng kanilang paghahatid, pagtiyak ng tamang pagkakasunud-sunod ng mga datagram, o paunang pagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng mga computer. Ang gawaing ito ay itinalaga sa layer ng transportasyon.

Maraming mga IP address ang may katumbas na notasyon bilang isang domain name (halimbawa, ang IP address na 194.84.124.4 ay maaaring isulat bilang maria.vvsu.ru). Ang conversion sa pagitan ng dalawang form na ito ay ginagawa ng Domain Name Service (DNS). Mga domain name tinalakay sa kursong "Introduksyon sa Internet", serbisyo ng DNS tinalakay sa kursong “Internet Technologies”. Ang mga domain name ay ipinakilala para sa kadalian ng paggamit ng tao. Ang lahat ng mga proseso ng TCP/IP at kagamitan sa komunikasyon ay gumagamit lamang ng mga IP address.

Ang mga protocol ng IP at ICMP ay tinalakay nang detalyado sa Kabanata 2.

1.2.4. Antas ng pag-access ng media

Mga function ng antas na ito:

• pagpapakita ng mga IP address sa mga pisikal na address mga network (mga MAC address, hal. Ethernet address sa kaso ng Mga network ng Ethernet). Ginagawa ang function na ito ARP protocol(tingnan ang seksyon 2.6);
• encapsulation ng IP datagrams sa mga frame para sa paglipas ng paghahatid pisikal na channel at pagkuha ng mga datagram mula sa mga frame. Ito ay hindi nangangailangan ng anumang transmission error control (bagaman ito ay maaaring naroroon), dahil sa TCP/IP stack ang naturang kontrol ay nakatalaga sa transport layer o sa application mismo. Ang header ng frame ay nagpapahiwatig ng access point ng serbisyo (SAP, Service Access Point) - isang field na naglalaman ng internetwork layer protocol code kung saan dapat ilipat ang mga nilalaman ng frame (sa aming kaso, ito ang IP protocol);
• pagtukoy sa paraan ng pag-access sa transmission medium - iyon ay, ang paraan kung saan ang isang computer ay nagtatatag ng karapatan nito na magsagawa ng paglipat ng data (token transfer, botohan ng mga computer, maramihang pag-access na may pagtuklas ng banggaan, atbp.).
• pagtukoy sa representasyon ng data sa pisikal na kapaligiran;
• pagpapadala at pagtanggap ng mga frame.

Ang TCP/IP stack ay hindi nagpapahiwatig ng paggamit ng anumang partikular na media access layer protocol o pisikal na media. Ang media access layer ay kinakailangan na magkaroon ng isang interface sa IP module upang matiyak ang paghahatid ng datagram sa pagitan ng mga layer. Kinakailangan din upang matiyak na ang IP address ng host ng network kung saan ipinadala ang datagram ay na-convert sa isang MAC address. Kadalasan, ang buong protocol stack ay maaaring kumilos bilang isang access layer sa transmission medium, pagkatapos ay pinag-uusapan nila ang IP over ATM, IP over IPX, IP over X.25, atbp.